Protokoly w technologii obiektow rozproszonych -

CORBA, RMI/IIOP, COM, SOAP

Paweł Koziołp.koziol@students.mimuw.edu.pl

Na początek - moja praca magisterska

● “Narzędzie dla środowiska Eclipse wspierające stosowanie wzorców projektowych J2EE”

● Prowdzący: dr Janusz Jabłonowski

● Narzędzie do tworzenia IDE● Mechanizm wtyczek (plug-ins)● Otwarty kod źródłowy (GPL), otwarta

architektura● Wsparcie dla tworzenia nowych wtyczek –

Plug-in Development Environment (PDE)● Java Development Tooling (JDT)

Wzorce projektowe

● Wzór dobrego i sprawdzonego rozwiązania pewnego problemu w pewnym kontekście

● Opisują często stosowane techniki projektowania aplikacji

● Oprócz projektowych istnieją wzorce dla analizy, kodownia i testowania

● Również wiele specyficznych wzorców np. dla systemów współbieżnych, sztucznej inteligencji, projektowania interfejsu użytkownika

Przykład wzorca:

Compose Method

Przykład 2:

Encapsulate Classes with Factory

Przykład 2:

Encapsulate Classes with Factory

Przed:klient ma dostęp do wielu klas z pakietu, Wszystkie mają wspólny interfejs

Przykład 2:

Encapsulate Classes with Factory

Przed:klient ma dostęp do wielu klas z pakietu, Wszystkie mają wspólny interfejs

Po:Klienttworzy instancjeprzezfabrykę

Wzorce znane z Javy

● Przykładowe wzorce:Singleton, Iterator, Observer, Proxy, Facade,

Adapter, Factory

Wzorce a refaktoryzacja

● Refaktoryzacja – zmiana stuktury kodu bez zmiany zachowania● Przykład:

● zmiana nazwy zmiennej, ● wyodrębnienie kodu do metody

● Niektóre proste refaktoryzacje są już zaimplementowane w Eclipse● Popularne podejście to refaktoryzacja do wzorców projektowych

Przykład 2:

Encapsulate Classes with Factory

Przed:klient ma dostęp do wielu klas z pakietu, Wszystkie mają wspólny interfejs

Po:Klienttworzy instancjeprzezfabrykę

Java 2 Enterprise Edition (J2EE)

● Część technologii Java● Platforma do tworzenia wielowarstwowych,

rozproszonych aplikacji dla przedsiębiorstw● Standard przemysłowy● Zawiera wiele technologii

– Enterprise Java Beans– Java DataBase Connectivity– Java Message Service– Java Servlet Pages– i wiele innych

Moja praca

● Wsparcie dla programisty J2EE piszącego w Eclipse

● Dwa podejścia– automatyczna generacja kodu dla wybranego

wzorca projektowego– refaktoryzacja istniejącego kodu do wzorca

projektowego

Dalsza część referatu

Protokoly w technologii obiektow rozproszonych: CORBA, RMI/IIOP, DCOM, SOAP

Rozproszone obiekty

"Dawno, dawno temu... był sobie samotny, nieszczęśliwy obiekt, który bardzo się nudził. Chciał połączyć się z innymi sprytniejszymi i bardziej skomplikowanymi obiektami, które

pomogłyby mu wyrwać się z izolacji i nudnego życia na przeciążonej maszynie klienckiej”

źródło: www.microsoft.com :)

Rozproszone obiekty

CORBA - Common Object Request Broker Architecture

CORBA - Standard zarządzany przez Object Management Group (OMG)

CORBA - Architektura

● Podstawowy paradygmat:– żądanie usługi od zdalnego obiektu

● Usługi zdalnego obiektu definiowane przez interfejsy

CORBA – Architektura – IDL

● Interfejsy zdefiniowane w IDL – Interface Definition Language

● Interfejs jest niezależny od języka programowania

● Stanowi tylko opis danych● IDL umożliwia dziedziczenie interfejsów● Obiekty zdalne są identyfikowane przez

referencje, które mają typ interfejsu

CORBA – Architektura – ORB

● ORB – usługa sieciowa, która– lokalizuje zdalny obiekt– przekazuje mu żądanie– czeka na odpowiedź– przekazuje odpowiedź klientowi

● ORB zapewnia– przeźroczystość położenia zdalnego obiektu– niezależność od języka programowania

CORBA - Usługi

● Zarządzanie:– cyklem życia obiektu– nazwami obiektów– zdarzeniami – transakcjami– wyszukiwaniem obiektów– powiązaniami między obiektami

CORBA – Architektura – IDL

module StockObjects {

struct Quote { string symbol; double price; };

exception Unknown{};

interface Stock { // Returns the current stock quote. Quote get_quote() raises(Unknown);

// Sets the current stock quote. void set_quote(in Quote stock_quote);

readonly attribute string description; };};

CORBA – Architektura – IDL

module StockObjects {

struct Quote { string symbol; double price; };

exception Unknown{};

interface Stock { // Returns the current stock quote. Quote get_quote() raises(Unknown);

// Sets the current stock quote. void set_quote(in Quote stock_quote);

readonly attribute string description; };};

CORBA – Architektura – IDL

module StockObjects {

struct Quote { string symbol; double price; };

exception Unknown{};

interface Stock { // Returns the current stock quote. Quote get_quote() raises(Unknown);

// Sets the current stock quote. void set_quote(in Quote stock_quote);

readonly attribute string description; };};

CORBA – Architektura – IDL

module StockObjects {

struct Quote { string symbol; double price; };

exception Unknown{};

interface Stock { // Returns the current stock quote. Quote get_quote() raises(Unknown);

// Sets the current stock quote. void set_quote(in Quote stock_quote);

readonly attribute string description; };};

CORBA – Architektura – IDL

module StockObjects {

struct Quote { string symbol; double price; };

exception Unknown{};

interface Stock { // Returns the current stock quote. Quote get_quote() raises(Unknown);

// Sets the current stock quote. void set_quote(in Quote stock_quote);

readonly attribute string description; };};

CORBA – Architektura – IDL

module StockObjects {

struct Quote { string symbol; double price; };

exception Unknown{};

interface Stock { // Returns the current stock quote. Quote get_quote() raises(Unknown);

// Sets the current stock quote. void set_quote(in Quote stock_quote);

readonly attribute string description; };};

CORBA – Architektura IDL – mapowanie na język programowania

IDL Java C++

module package namespaceinterface interface abstract classoperation method member functionattribute pair of methods pair of functions

exception exception exception

● Kompilator IDL generuje dla danego języka programowania– stub

● reprezentuje lokalnie obiekt zdalny– skeleton

● punkt wejścia do systemu rozproszonego● konwertuje napływające dane, wywołuje metody i

zwraca ponownie skonwertowane wyniki● Implementacja obiektu zdalnego to zwykle

obiekt dziedziczący po szkielecie zawierający implementacje metod z interfejsu IDL

CORBA – Architektura pośrednik i szkielet (stub and skeleton)

CORBA – Architektura pośrednik i szkielet (stub and skeleton)

CORBA – Architektura pośrednik i szkielet (stub and skeleton)

CORBA – tworzenie aplikacji

1.Specyfikacja interfejsu w IDL2.Generacja pośrednika i szkieletu przez

kompilator IDL3.Implementacja klas obiektu zdalnego4.Implementacja serwera do obsługi obiektu

zdalnego5.Kompilacja serwera i rejestracja go w ORB6.Implementacja klienta7.Kompilacja klienta i uruchomienie go

CORBA i IIOP

CORBA i IIOP

Internet Inter-ORB Protocol

● Założeniem CORBY jest współpraca aplikacji niezależne od ich położena w środowisku sieciowym

● W pierwszych wersjach CORBY były problemy ze współpracą między ORB'ami różnych producentów w różnych środowiskach

● Specyfikacja 2.0 CORBY w 1994, wprowadziła IIOP - Internet Inter-ORB Protocol

GIOP + TCP/IP = IIOP

● IIOP składa się z GIOP i warstwy transportowej

● GIOP - General Inter-ORB Protocol– specyfikuje Common Data Representation (CDR)– zawiera zbiór komunikatów dla wywołań CORBA– zawiera generalne założenia na temat warstwy

transportowej● GIOP może działać z dowolnym protokołem

warstwy transportowej np. TCP/IP, Novell SPX, SNA

● Aby zapewnić współpracę, IIOP korzysta z TCP/IP

IOR

● CORBA 2.0 Interoperable Object Reference (IOR) – wspólny format referencji do obiektów wymienianych przez IIOP

● Format ten obejmuje adres internetowy serwera obsługującego obiekt i klucz służący od odnalezienia obiektu na tym serwerze

RMI/IIOP

RMI

● Remote Method Invocation– rozszerza model obiektów żyjących w jednej

maszynie wirtualnej do modelu rozproszonego– programista może posługiwać się zdalnymi

obiektami w taki sam sposób jak lokalnymi– architektura RMI definiuje zachowanie obiektów,

zarządzanie wyjątkami, pamięcią, przekazywaniem parametrów i wyników metod

RMI

● Lokalny interfejs i zdalna implementacja

RMI

● Mechanizm zdalnych wywołań

RMI

● Mechanizm zdalnych wywołań

Programowanie RMIObiekt lokalny Obiekt zdalnyZdefiniowany przez klasę Javy

Jest implementowany przez swoją klasę

Dostępny bezpośrednio przez referencję

Definiuje swoje zachowanie przez interfejs, który roszerza interfejs Remote

Jego metody są wykonywane przez klasę Javy, która rozszerza zdalny interfejs

Nowa instancja jest tworzona operatorem new Nowa instancja jest tworzona na serwerze operatorem new. Klient nie może bezpośrednio stworzyć nowego zdalnego obiektu, chyba że używa Java 2 Remote Object Activation Dostępny przez referencję, która wskazuje na pośrednika (stub), który implementuje zdalny interfejs

W lokalnej maszynie wirtualnej referencja wskazuje bezpośrednio na obiekt na stercie

Referencja wskazuje na pośrednika (stub) na lokalnej stercie. Pośrednik umie połączyć się ze zdalnym obiektem, który zawiera implementację zdalnych metod

Występują wyjątki wykonania (Runtime Exceptions) i wyjątki programu (Exceptions). Kompilator wymusza obsługę wyjątków programu

RMI wymusza obsługę zdalnych wyjątków (Remote Exceptions)

Protokoły w RMI

● Java Remote Method Protocol (JRMP)– oparty na strumieniach bajtów– korzysta z Java Object Serialization

● HTTP– żądania POST– przechodzi przez firewalle

RMI/IIOP

● CORBA:

● RMI:

RMI/IIOP

● RMI zamiast JRMP wykorzystuje IIOP● W ten sposób można uzyskać dostęp do

serwerów CORBA za pomocą API RMI● Ciekawym zastosowaniem są Enterprise

Java Beans (EJB), w których model zdalnego obiektu wykorzystuje RMI

● EJB można więc łatwo połączyć z innymi systemami przez CORBĘ, co daje ogromne możliwości integracji

Distributed Common Object Modeltechnologia Microsoftu

COM

● COM - Common Object Model – niezależny od platformy– rozproszony– system obiektowy

● Podstawa dla– OLE (Object Linking and Embedding) – ActiveX® (Internet-enabled components)

● Przeznaczony dla języków– Visual Basic– C++

COM

DCOM

DCOM - Architektura

DCOM - Architektura

● Identyczna jak RMI● Pośredniki (proxy i stub)● Opakowywanie danych przesyłanych przez

sieć (marshalling)● Wywołanie metody = wywołanie RPC między

proxy i stub● Rozszerzenie MS-RPC o Object RPC

(ORPC)

SOAP – Simple Object Access Protocol

SOAP Simple Object Access Protocol● Definiuje format wysyłania wiadomości

oparty na XML● Niezależny od platformy i języka● Prosty i rozszerzalny● Komunikaty przechodzą przez firewalle● Standard W3C● Kluczowy element platformy .NET

SOAP – przykładowa wiadomość<?xml version="1.0"?><soap:Envelope xmlns:soap="http://www.w3.org/2001/12/soap-envelope" soap:encodingStyle="http://www.w3.org/2001/12/soap-encoding">

<soap:Header>...</soap:Header>

<soap:Body> ... <soap:Fault> ... </soap:Fault></soap:Body></soap:Envelope>

SOAP – przykładowa wiadomość<?xml version="1.0"?><soap:Envelope xmlns:soap="http://www.w3.org/2001/12/soap-envelope" soap:encodingStyle="http://www.w3.org/2001/12/soap-encoding">

<soap:Header>...</soap:Header>

<soap:Body> ... <soap:Fault> ... </soap:Fault></soap:Body></soap:Envelope>

SOAP – przykładowa wiadomość<?xml version="1.0"?><soap:Envelope xmlns:soap="http://www.w3.org/2001/12/soap-envelope" soap:encodingStyle="http://www.w3.org/2001/12/soap-encoding">

<soap:Header>...</soap:Header>

<soap:Body> ... <soap:Fault> ... </soap:Fault></soap:Body></soap:Envelope>

SOAP – przykładowa wiadomość<?xml version="1.0"?><soap:Envelope xmlns:soap="http://www.w3.org/2001/12/soap-envelope" soap:encodingStyle="http://www.w3.org/2001/12/soap-encoding">

<soap:Header>...</soap:Header>

<soap:Body> ... <soap:Fault> ... </soap:Fault></soap:Body></soap:Envelope>

SOAP – przykładowe żądanie

<?xml version="1.0"?><soap:Envelope xmlns:soap="http://www.w3.org/2001/12/soap-envelope" soap:encodingStyle="http://www.w3.org/2001/12/soap-

encoding">

<soap:Body> <m:GetPrice xmlns:m="http://www.w3schools.com/prices"> <m:Item>Apples</m:Item> </m:GetPrice></soap:Body>

</soap:Envelope>

SOAP – przykładowa odpowiedź

<?xml version="1.0"?><soap:Envelope xmlns:soap="http://www.w3.org/2001/12/soap-envelope" soap:encodingStyle="http://www.w3.org/2001/12/soap-

encoding">

<soap:Body> <m:GetPriceResponse

xmlns:m="http://www.w3schools.com/prices"> <m:Price>1.90</m:Price> </m:GetPriceResponse></soap:Body>

</soap:Envelope>

SOAP – stosowane protokoły

● SOAP używa HTTP na TCP/IP● Korzysta z żądań GET lub POST do

przesyłania wiadomości

Literatura

● Specyfikacja CORBA– http://www.omg.org/

● RMI/IIOP– http://java.sun.com/j2se/1.4.2/docs/guide/rmi-iiop/

● EJB/CORBA– www.iona.com/whitepapers/CORBA-EJBInteropWPV02-00.pdf

● DCOM– http://www.microsoft.com/com/

● SOAP– http://www.w3.org/TR/soap/